高速摄影测量

About This Project

系统结合数字图像相关技术（DIC）与双目立体视觉技术，采用摄影测量技术的相机标定技术，通过追踪物体表面的散斑图像，实现运动变形过程中物体表面的图像关键标记，的动态测量，针对不同幅面的测量范围，可以快速、方便地实现系统的高精度标定。配备的升降架，使得测量系统的操作变得非常轻松。各种不同类型的光源为不同环境下的测量提供良好的照明条件。多功能的控制箱提供了各种A/D采集，D/A输出及相机触发功能。

系统组成：系统测量头（含三台高速工业相机、进口相机镜头，集成了温度测量、激光测距、激光雕刻调节指示刻度及通讯控制线路）、专用带可调移动支持 LED光源、相机同步控制触发控制箱、系统标定板/架、系统可移动支撑架、动态采集分析软件、载荷加压控制通讯接口、计算机系统等组成。

应用范围

• 实时测量物体变形、运动轨迹和振动的三维信息。
• 验证理论研究和数字仿真的结果。
• 载荷实验、蠕变实验和疲劳实验（复杂机构和弹性零件）。
• 汽车引擎和车身振动、发电站大型涡轮的振动、冰箱和空调室外机的振动以及NC旋盘等机床的振动。
• 汽车碰撞试验的动态视频测量。
• 风力叶片振动测量。
• 焊接变形测量。
• 风洞实验。

技术优势

• 系统技术先进：自主研发的数字图像相关法三维变形测量系统；
• 系统应用范围广：可用于机械、材料、力学、建筑、土木工程等多个学科的科学研究与工程动态测量。
• 系统配置灵活：支持几毫米到几米的测量幅面；支持百万至千万像素相机，支持低速到高速相机，支持千兆网、Camera Link和CXP等多种相机接口；支持任意数目相机的同时标定，并可以支持外部图像标定。
• 采集频率可调：可根据追踪对象情况自行控制图像采集频率。
• 检测跟踪能力强大：非接触式测量，对监测点的数量没有限制。
• 非接触式测量：非接触测量，图像处理自动化。
• 实时测量：可以实时进行全场应变计算和结果显示，而非事后处理。
• 监测幅面可调：支持50mm-10m范围的测量幅面，可以自由进行调节。
• 高精度的相机标定：自主研制的工业近景三维摄影测量核心关键技术进行相机标定，支持任意数目相机的同时标定，支持外部图像标定。
• 采集频率可调：几十帧到几万帧，并可根据测量需要控制调节图像采集帧频。
• 系统兼容性强：同时兼容单相机二维测量和多相机三维测量；支持64位系统。
• 辅助功能强大：具备圆形标志点动态变形、刚体物体运动轨迹姿态测量功能。

系统基本功能

基于双目立体视觉技术，采用三台高速摄像机实时采集被测物体各个变形阶段的图像，利用准确识别的标志点（包括编码标志点和非编码标志点）实现立体匹配，重建出物体表面点的三维空间坐标，并计算得到物体的变形量、三维轨迹姿态等数据。系统的主要功能包括基本测量功能、分析报告功能、采集控制功能及系统扩展接口等，具体如下：

6-1、基本测量功能：

• 测量幅面：支持几十毫米到几米的测量幅面，根据需求可定制更多测量幅面
• 测量相机：测头配置标准3相机测量，支持百万至千万像素相机，支持低速到高速相机，支持千兆网和Camera Link等多种相机接口
• 相机标定：支持1-8个相机的同时标定，支持外部图像标定
• 测量模式：同时兼容单相机二维测量和多相机三维测量
• 实时测量：采集图像的同时，可以实时进行全场变形计算，而不是事后处理
• 计算模式：具备自动计算和自定义计算两种模式
• 测量结果：全场三维坐标、位移、轨迹姿态、速度及加速度等动态变形数据
• 多工程：系统软件支持多工程计算、显示及分析
• 支持系统：运行环境64位操作系统，具备多线程加速计算功能

6-2、分析报告功能

• ※坐标转换功能：321转换、参考点拟合、全局点转换、矩阵转换等多种坐标转换功能
• ※元素创建功能：可以创建三维点、线、面、圆、槽孔、矩形孔、球、圆柱、圆锥等多种三维元素
• ※分析创建功能：可以创建点点距离、点线距离、点面距离、线线夹角、线面夹角、面面夹角等多种分析
• ※支持位移、速度、加速度、角速度、角加速度的解算。
• 支持温度场解算。
• 数据平滑功能：均值，中值，高斯滤波等多种平滑功能
• 数据插值功能：自动和手动两种数据插值模式
• 三维截线功能：可对三维测量结果进行直线或圆形截线分析
• 曲线绘制功能：所有测量结果均可以绘制成曲线图
• 视频创建功能：可将测量过程二维图像或者三维测量结果制作成视频并输出保存
• 数据输出功能：测量结果及分析结果输出成报表，支持TXT，XLS，DOC文件的输出
• 模态分析功能：对于振动物体可以进行模态分析，输出频域数据等到uff格式文件

典型配置

规格	5M	9M	12M
相机参数	500万×3	900万×3	1200万×3
相机帧率	75fps	42fps	30fps
位移测量精度	0.01 pixel
控制系统	标准型
测量幅面	10000×10000~400×300，单位：mm
标定板/架材质	铝合金，编码型
集成横梁	XTMH-1000带刻度
	距离范围：0~10m，精度：±1mm
	测量范围：-40~85℃，精度：±1℃
电脑	DELL Precision T5820，CPU：至强W2223；机械硬盘：2T；固态硬盘：500G（三星 970EVO plus）；内存16G；显卡：GTX1650；显示器：2K液晶显示器；
选配增配	JB-200重型架;
	陶瓷标定板/碳纤维标定十字架

 

型号	HS
规格	4M	2.5M
相机参数	满幅400万x 3，最高540fps; 降幅，最高1800fps	满幅250万x 3，最高600fps; 降幅，最高204,100 fps
位移测量精度	0.01mm
控制系统	高速型
测量幅面	1000×1000~400×300，单位：mm
标定板/架材质	铝合金，编码型